KR20120100267A - Azimuth thruster and ship having the same - Google Patents

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azimuth thruster
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이태구
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Abstract

PURPOSE: An azimuth thruster and a ship having the same are provided to obtain electricity by collecting the rotation energy of rotary current because a separate power generating propeller is installed to collect energy. CONSTITUTION: An azimuth thruster(10) comprises a strut(12), a ford(14), a propeller shaft, a pusher propeller(18), and an energy collecting part(30). The strut is rotatably coupled to a hull(1). The ford is coupled at the bottom of the strut. One end of the propeller shaft is outwardly projected after passing through a shaft hole formed in the ford. The pusher propeller is coupled to one end of the propeller shaft. The energy collecting part is installed in the rear of the pusher propeller and obtains electricity by collecting the rotation energy of rotary current generating in the rotation of the pusher propeller.

Description

아지무스 스러스터 및 이를 구비한 선박{AZIMUTH THRUSTER AND SHIP HAVING THE SAME}AZIMUTH THRUSTER AND SHIP HAVING THE SAME}

본 발명은 아지무스 스러스터 및 이를 구비한 선박에 관한 것이다.
The present invention relates to azimuth thrusters and vessels having the same.

선박은 선체 저면에 달린 프로펠러가 돌며 만들어낸 추력(thrust)이 물살에 작용해 앞으로 전진한다. 프로펠러는 회전운동을 직선운동으로 바꾸어 주는 장치로서, 추력과 함께 항력(drag)과 회전류(도 1 참조)도 발생시킨다. The ship moves forward with thrust created by the propeller on the bottom of the hull acting on the current. The propeller is a device that converts rotational motion into linear motion, and generates drag and rotational flow (see FIG. 1) together with thrust.

프로펠러가 회전류를 일으킨다는 것은 선박을 앞으로 밀어주는데 써야 할 에너지가 회전하는 흐름을 만드는데 낭비되었다는 것을 의미하며, 이는 결국 프로펠러의 추진효율을 떨어트린다. The propeller's rotational flow means that the energy used to push the ship forward was wasted in creating a rotating flow, which in turn lowers the propeller's propulsion efficiency.

특히, 아지무스 스러스터(azimuth thruster)의 경우, 회전류에 의한 에너지 손실뿐만 아니라 선체 저면과의 상호 작용(즉, 코안다효과(Coanda effect))에 의해 추력 감소도 발생한다. In particular, in the case of azimuth thrusters, not only energy loss due to the rotational flow but also thrust reduction occurs due to interaction with the bottom of the hull (i.e., the Coanda effect).

따라서, 회전류의 회전에너지를 회수하여 전기에너지를 생성함과 동시에, 회전류를 정류하여 프로펠러의 추력을 향상시킬 수 있는 대안이 필요하다.
Therefore, there is a need for an alternative that can recover the rotational energy of the rotational flow to generate electrical energy and rectify the rotational flow to improve the thrust of the propeller.

본 발명은 회전류의 회전에너지를 회수하여 전기에너지를 얻을 수 있는 아지무스 스러스터 및 이를 구비한 선박을 제공하는 것이다. The present invention provides an azimuth thruster capable of recovering the rotational energy of the rotational flow to obtain electrical energy and a vessel having the same.

또한, 회전류를 정류하여 프로펠러의 추력을 향상시킬 수 있는 아지무스 스러스터 및 이를 구비한 선박을 제공하는 것이다.
In addition, to rectify the rotational flow to provide an azimuth thruster and a ship having the same that can improve the thrust of the propeller.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선체에 회전 가능하게 결합되는 스트럿(strut)과; 상기 스트럿의 하단에 결합되는 유선형의 포드(pod)와; 일단이 상기 포드에 형성되는 샤프트홀을 통과하여 외측으로 돌출되는 프로펠러샤프트(propeller shaft)와; 상기 프로펠러샤프트의 일단부에 결합되는 추진프로펠러; 및 상기 추진프로펠러의 후방에 설치되어 상기 추진프로펠러의 회전시 발생하는 회전류의 회전에너지를 회수하여 전기에너지를 얻는 에너지 회수부;를 포함하는 아지무스 스러스터가 제공된다.According to one aspect of the invention, the strut (strut) rotatably coupled to the hull; A streamlined pod coupled to the bottom of the strut; A propeller shaft having one end projecting outward through a shaft hole formed in the pod; A propeller coupled to one end of the propeller shaft; And an energy recovery unit installed at the rear of the propeller to recover the rotational energy of the rotary flow generated when the propeller is rotated to obtain electrical energy.

아지무스 스러스터는, 스트럿에 결합되며, 추진프로펠러를 커버하는 덕트(duct)를 더 포함할 수 있다. The azimus thruster may further comprise a duct coupled to the strut and covering the propeller.

프로펠러샤프트는 중공축을 포함하며, 에너지 회수부는 중공축의 내부를 관통하는 발전샤프트와; 추진프로펠러와 대향하도록 발전샤프트의 일단부에 결합되는 발전프로펠러; 및 발전샤프트의 회전력을 전기에너지로 변환하는 발전기를 포함할 수 있다. The propeller shaft includes a hollow shaft, and the energy recovery unit includes a power generation shaft penetrating the inside of the hollow shaft; A power propeller coupled to one end of the power generation shaft to face the propeller propeller; And it may include a generator for converting the rotational force of the power generation shaft into electrical energy.

에너지 회수부는, 발전샤프트의 타단부에 결합되는 제1 베벨기어와; 제1 베벨기어에 치합되는 제2 베벨기어; 및 제2 베벨기어에 일단이 결합되는 종동샤프트를 더 포함할 수 있다. 발전기는 상기 종동샤프트의 회전력을 전기에너지로 변환할 수 있다. The energy recovery unit includes: a first bevel gear coupled to the other end of the power generation shaft; A second bevel gear meshed with the first bevel gear; And a driven shaft having one end coupled to the second bevel gear. The generator may convert the rotational force of the driven shaft into electrical energy.

발전프로펠러는, 발전샤프트에 복수 개가 결합될 수 있다. A plurality of power propellers may be coupled to the power generation shaft.

발전프로펠러의 직경은, 추진프로펠러의 직경보다 작을 수 있다. The diameter of the power propeller may be smaller than the diameter of the propeller.

덕트는, 발전프로펠러를 커버하도록 연장될 수 있다. The duct may extend to cover the power propeller.

아지무스 스러스터는, 발전프로펠러의 후방에 위치하도록 덕트의 내주면에 설치되는 고정익을 더 포함할 수 있다.
The azimuth thruster may further include a fixed blade installed on an inner circumferential surface of the duct so as to be located behind the power propeller.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 선체와; 상기 선체에 회전 가능하게 결합되는 본 발명의 일 측면에 따른 아지무스 스러스터를 포함하는 선박이 제공된다.
According to another aspect of the invention, the hull; There is provided a vessel comprising an azimuth thruster according to one aspect of the invention rotatably coupled to the hull.

본 발명의 실시예에 따르면, 에너지 회수를 위한 별도의 발전프로펠러를 설치함으로써 회전류의 회전에너지를 회수하여 전기에너지를 얻을 수 있으며, 회전류를 정류하여 프로펠러의 추력을 향상시킬 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, by installing a separate power propeller for energy recovery to recover the rotational energy of the rotational flow to obtain electrical energy, rectified rotational flow can improve the thrust of the propeller.

도 1은 프로펠러에 의해 발생하는 회전류를 설명하기 위한 개념도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 아지무스 스러스터를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 아지무스 스러스터를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 프로펠러샤프트와 발전샤프트의 결합관계를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 아지무스 스러스터를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 아지무스 스러스터를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 아지무스 스러스터를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 아지무스 스러스터를 나타낸 단면도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 아지무스 스러스터를 구비한 선박을 나타낸 도면. 1 is a conceptual diagram for explaining the rotational flow generated by the propeller.
2 shows an azimuth thruster according to a first embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing an azimuth thruster according to a first embodiment of the present invention.
4 is a view showing a coupling relationship between the propeller shaft and the power generation shaft according to the first embodiment of the present invention.
5 illustrates an azimuth thruster according to a second embodiment of the present invention.
6 shows an azimuth thruster according to a third embodiment of the present invention.
7 illustrates an azimuth thruster according to a fourth embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view showing an azimuth thruster according to a fifth embodiment of the present invention.
9 is a view showing a vessel having an azimuth thruster according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하, 본 발명에 따른 아지무스 스러스터 및 이를 구비한 선박의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
Hereinafter, an embodiment of an azimus thruster and a ship having the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in the following description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are provided with the same reference numerals. And duplicate description thereof will be omitted.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 아지무스 스러스터를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 아지무스 스러스터를 나타낸 단면도이며, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 프로펠러샤프트와 반전샤프트의 결합관계를 나타낸 도면이다. 2 is a view showing an azimuth thruster according to a first embodiment of the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view showing an azimuth thruster according to a first embodiment of the present invention, Figure 4 is a first view of the present invention A diagram illustrating a coupling relationship between a propeller shaft and an inverted shaft according to an embodiment.

본 발명의 제1 실시예에 따른 아지무스 스러스터(10)는, 선체(1)에 회전 가능하게 결합되는 스트럿(strut, 12)과; 상기 스트럿(12)의 하단에 결합되는 유선형의 포드(pod, 14)와; 일단이 상기 포드(14)에 형성되는 샤프트홀(미도시)을 통과하여 외측으로 돌출되는 프로펠러샤프트(propeller shaft, 16)와; 상기 프로펠러샤프트(16)의 일단부에 결합되는 추진프로펠러(18); 및 상기 추진프로펠러(18)의 후방에 설치되어 상기 추진프로펠러(18)의 회전시 발생하는 회전류의 회전에너지를 회수하여 전기에너지를 얻는 에너지 회수부(30)를 포함할 수 있다. Azimuth thruster 10 according to the first embodiment of the present invention, the strut (12) rotatably coupled to the hull (1); A streamlined pod 14 coupled to the bottom of the strut 12; A propeller shaft 16 whose one end protrudes outward through a shaft hole (not shown) formed in the pod 14; A propeller propeller 18 coupled to one end of the propeller shaft 16; And an energy recovery unit 30 installed at the rear of the propeller propeller 18 to recover rotation energy of the rotational flow generated when the propeller propeller 18 is rotated to obtain electrical energy.

본 실시예에 따른 아지무스 스러스터는, 스트럿(12)에 결합되며 추진프로펠러(18)를 커버하는 덕트(20)를 더 포함할 수 있다. The azimus thruster according to the present embodiment may further include a duct 20 coupled to the strut 12 and covering the propeller propeller 18.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 스트럿(12)은 포드(14)를 선체(1)에 360도 회전 가능하도록 지지하는 역할을 하는 튜브형태의 부재로서, 스트럿(12)의 내부에는 선체(1)의 엔진으로부터 동력을 전달할 수 있는 구동샤프트(22)가 위치할 수 있다. As shown in Figures 2 and 3, the strut 12 is a tubular member that serves to support the pod 14 to be rotated 360 degrees to the hull 1, the inside of the strut 12 A drive shaft 22 capable of transmitting power from the engine of (1) may be located.

포드(14)는, 스트럿(12)의 하단에 결합되는 유선형태의 부재로서, 프로펠러샤프트(16)가 회전 가능하도록 프로펠러샤프트(16)를 지지하며, 프로펠러샤프트(16) 및 베벨기어(24)와 같은 동력전달구조체를 수용할 수 있다. 또한, 포드(14)의 일단부에는 프로펠러샤프트(16)가 삽입되도록 샤프트홀(미도시)이 형성될 수 있다. The pod 14 is a streamlined member coupled to the lower end of the strut 12 and supports the propeller shaft 16 so that the propeller shaft 16 is rotatable, and the propeller shaft 16 and the bevel gear 24. It can accommodate power transmission structures such as In addition, a shaft hole (not shown) may be formed at one end of the pod 14 to insert the propeller shaft 16.

프로펠러샤프트(16)는, 베벨기어(24)와 같은 동력전달구조체를 통해 받은 엔진의 동력을 후술할 추진프로펠러(18)에 전달하는 막대 모양의 축으로서, 일단부가 포드(14)에 형성된 샤프트홀(미도시)을 통과하여 외측으로 돌출되며, 타단부는 포드(14) 내에 회전 가능하게 지지될 수 있다. The propeller shaft 16 is a rod-shaped shaft that transmits the power of the engine received through a power transmission structure such as the bevel gear 24 to the propeller propeller 18 to be described later, and one end of the shaft hole is formed in the pod 14. Protrudes outward through the (not shown), the other end may be rotatably supported in the pod (14).

추진프로펠러(18)는, 선박에 추력(thrust)을 제공하는 장치로서, 프로펠러샤프트(16)의 일단부에 결합되며, 프로펠러샤프트(16)의 회전력을 선박의 직선운동으로 바꾸어 주는 역할을 한다. The propeller propeller 18 is a device that provides a thrust to the ship, is coupled to one end of the propeller shaft 16, and serves to change the rotational force of the propeller shaft 16 into a linear motion of the ship.

덕트(20)는, 선박의 진행 방향에 따라 물의 흐름을 가이드하는 튜브 형태의 장치로서, 스트럿(12)에 고정 결합될 수 있으며 추진프로펠러(18)를 커버하도록 구성된다. 이때, 덕트(20)의 형상에 따라 유속은 증가되거나 감소될 수 있다. 만약 유속이 증가되도록 덕트(20)를 형성하면 추진프로펠러(18)의 부하를 줄일 수 있으며, 유속이 감소되도록 덕트(20)를 형성하면 캐비테이션(cavitation) 발생을 지연시킬 수 있다. The duct 20 is a tube-shaped device that guides the flow of water according to the direction of travel of the ship, which can be fixedly coupled to the strut 12 and is configured to cover the propeller 18. At this time, the flow rate may be increased or decreased depending on the shape of the duct 20. If the duct 20 is formed to increase the flow rate, the load of the propeller 18 may be reduced, and if the duct 20 is formed to reduce the flow rate, cavitation may be delayed.

에너지 회수부(30)는, 추진프로펠러(18)의 후방에 설치되어 추진프로펠러(18)의 회전시 발생하는 회전류의 회전에너지를 회수하여 전기에너지를 얻는 역할을 한다. The energy recovery unit 30 is installed at the rear of the propeller propeller 18 to recover the rotational energy of the rotary flow generated when the propeller propeller 18 rotates to obtain electrical energy.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 프로펠러샤프트(16)가 단면의 중심부가 비어있는 튜브형태의 중공축이며, 에너지 회수부(30)는 상기 중공축(16)의 내부를 관통하는 발전샤프트(32)와; 상기 추진프로펠러(18)와 대향하도록 상기 발전샤프트(32)의 일단부에 결합되는 발전프로펠러(34); 및 상기 발전샤프트(32)의 회전력을 전기에너지로 변환하는 발전기(36)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 3, in this embodiment, the propeller shaft 16 is a hollow shaft in the form of a tube with a hollow central section, and the energy recovery unit 30 penetrates the inside of the hollow shaft 16. A shaft 32; A power propeller (34) coupled to one end of the power generation shaft (32) so as to face the propeller propeller (18); And it may include a generator 36 for converting the rotational force of the power generation shaft 32 into electrical energy.

발전샤프트(32)는, 후술할 발전프로펠러(34)의 회전운동을 다른 부재로 전하는 막대 모양의 축으로서, 튜브형태의 프로펠러샤프트(16)를 관통하여 설치될 수 있다. The power generation shaft 32 is a rod-shaped shaft that transmits the rotational movement of the power generation propeller 34 to be described later, and may be installed through the propeller shaft 16 having a tube shape.

도 4에 도시된 바와 같이, 프로펠러샤프트(16) 및 프로펠러샤프트(16)의 내부를 관통하는 발전샤프트(32)는, 프로펠러샤프트(16) 및 발전샤프트(32) 사이에 개재되는 베어링(38)에 의해 서로 축회전운동 가능하게 지지될 수 있다. 베어링(38)은, 플랜지(미도시)나 부시(bush, 미도시) 등에 의해 프로펠러샤프트(16) 내부의 축방향을 따라 이동되지 않게 고정될 수 있다. As shown in FIG. 4, the propeller shaft 16 and the power generating shaft 32 penetrating the interior of the propeller shaft 16 include a bearing 38 interposed between the propeller shaft 16 and the power generating shaft 32. It can be supported by each other axially rotatable. The bearing 38 may be fixed not to move along the axial direction inside the propeller shaft 16 by a flange (not shown) or a bush (not shown).

본 실시예에 따른 베어링(38)은 볼베어링을 예로 들어 도시하였으나, 그 형태는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 베어링(38)으로는 미끄럼 베어링 등 다양한 형태의 베어링이 사용될 수 있다. The bearing 38 according to the present embodiment is illustrated by taking a ball bearing as an example, but the form is not limited thereto. For example, various types of bearings such as a sliding bearing may be used as the bearing 38.

발전프로펠러(34)는, 추진프로펠러(18)에 의해 발생하는 회전류를 이용하여 회전하는 장치로서, 추진프로펠러(18)와 대향하도록 발전샤프트(32)의 일단부에 결합될 수 있다. 이때, 추진프로펠러(18)을 통과한 물의 회전력은, 추진프로펠러(18)의 회전방향과 동일한 방향으로 유동하기 때문에 발전프로펠러(34)를 동일한 방향으로 회전시키게 된다. The power generation propeller 34 is a device that rotates using the rotational flow generated by the propeller propeller 18, and may be coupled to one end of the power generation shaft 32 so as to face the propeller propeller 18. At this time, since the rotational force of the water passing through the propeller propeller 18 flows in the same direction as the rotation direction of the propeller propeller 18, the power propeller 34 is rotated in the same direction.

발전프로펠러(34)는, 회전류의 회전에너지를 회수하는 기능 외에도 불규칙적인 소용돌이성 와류를 가지는 회전류를 정류하여 균일한 유체의 흐름을 만듦으로써 추진프로펠러(18)의 추력을 향상시키는 효과가 있다. The power generation propeller 34 has the effect of improving the thrust of the propeller 18 by rectifying the rotating flow having an irregular swirling vortex in addition to the function of recovering the rotational energy of the rotating flow to create a uniform flow of fluid. .

이와 같이, 회전류에 의한 불규칙적인 유체의 흐름을 보다 균일하게 흐르도록 함으로써, 추진프로펠러(34)에서 발생하는 회전류에 인한 추력의 손실을 최소화하여 추진기의 효율을 높일 수 있다. As such, the flow of the irregular fluid caused by the rotational flow flows more uniformly, thereby minimizing the loss of thrust due to the rotational flow generated from the propeller propeller 34 to increase the efficiency of the propeller.

또한, 발전프로펠러(34)는 회전류의 회전력이 발전샤프트(32)에 대칭으로 작용하도록 적어도 2개 이상의 블레이드(blade)를 가질 수 있다. 특히, 블레이드 수가 많을수록 전진할 때 불균형 유체압에 따른 진동을 줄일 수 있다. 각각의 블레이드의 피치각(또는 깃각)은, 추진프로펠러(18)의 후류에서 발생하는 회전류에 의해 발전프로펠러(34)가 회전력을 얻을 수 있도록 설계조건에 따라 설정될 수 있다. In addition, the power propeller 34 may have at least two blades such that the rotational force of the rotational flow acts symmetrically on the power generation shaft 32. In particular, as the number of blades increases, vibration due to unbalanced fluid pressure may be reduced when advancing. The pitch angle (or feather angle) of each blade may be set according to the design conditions so that the power propeller 34 can obtain the rotational force by the rotational flow generated in the wake of the propeller propeller 18.

발전기(36)는, 발전샤프트(32)의 회전력을 이용하여 발전기(36) 내의 마그넷(미도시)과 코일(미도시) 사이의 전자기적 상호작용에 의해 전기에너지를 생성하는 장치로서, 도 3에 도시된 바와 같이 포드(14)의 내에 설치되어 발전샤프트(32)의 타단부에 결합될 수 있다. The generator 36 is an apparatus for generating electrical energy by electromagnetic interaction between a magnet (not shown) and a coil (not shown) in the generator 36 using the rotational force of the power generation shaft 32. FIG. As shown in the installed in the pod 14 may be coupled to the other end of the power generation shaft (32).

본 실시예에서는, 발전기(36)가 포드(14)의 내에 설치되는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 포드(14)외의 다른 곳에 설치될 수도 있음은 물론이다. In the present embodiment, a case in which the generator 36 is installed in the pod 14 has been described as an example. However, the present invention is not limited thereto, and the generator 36 may be installed in a place other than the pod 14.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 아지무스 스러스터를 나타낸 도면이다. 도 5를 참조하면, 선체(1), 프로펠러샤프트(16), 추진프로펠러(18), 덕트(20), 구동샤프트(22), 발전샤프트(32), 발전프로펠러(34), 발전기(36)가 도시되어 있다. 이하, 아지무스 스러스터(10)에 대한 구성 및 작용은 전술한 실시예와 동일 또는 상응하므로 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 5 shows an azimuth thruster according to a second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the hull 1, the propeller shaft 16, the propeller propeller 18, the duct 20, the drive shaft 22, the power generation shaft 32, the power propeller 34, and the generator 36. Is shown. Hereinafter, since the configuration and operation of the azimuth thruster 10 are the same as or corresponding to the above-described embodiment, redundant description thereof will be omitted.

도 5에 도시된 바와 같이, 발전프로펠러(34)는, 추진프로펠러(18)에 대향하도록 발전샤프트(32)의 일단부에 복수 개가 결합될 수 있다. 복수개의 발전프로펠러(34)를 설치함으로써, 회전류에 부딪치며 회전하는 블레이드의 개수가 양적으로 증가하여 발전효율을 높일 수 있다. As shown in FIG. 5, a plurality of power propellers 34 may be coupled to one end of the power generation shaft 32 so as to face the propeller propeller 18. By installing a plurality of power propellers 34, the number of blades rotating while hitting the rotating flow can be increased quantitatively to increase power generation efficiency.

발전프로펠러(34)의 직경은, 추진프로펠러(18)의 직경보다 작을 수 있다. 구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 발전프로펠러(34)의 직경은 추진프로펠러(18)에 의해 발생하는 후류(後流)의 유선(streamline)을 따라 추진프로펠러(18) 직경의 90% 정도일 수 있다. 즉, 후류의 유선이 추진프로펠러(18) 직경의 90% 정도로 축소되어 흐르므로, 발전프로펠러(34)의 직경도 후류의 유선에 따라 축소될 수 있다. The diameter of the power propeller 34 may be smaller than the diameter of the propeller propeller 18. Specifically, as shown in FIG. 5, the diameter of the power propeller 34 is about 90% of the diameter of the propeller propeller 18 along the streamline of the wake generated by the propeller propeller 18. Can be. That is, since the streamline of the downstream flows reduced to about 90% of the diameter of the propeller propeller 18, the diameter of the power generation propeller 34 can also be reduced along the streamline of the wake.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 아지무스 스러스터를 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면, 선체(1), 프로펠러샤프트(16), 추진프로펠러(18), 덕트(20), 구동샤프트(22), 발전샤프트(32), 발전프로펠러(34), 발전기(36)가 도시되어 있다.FIG. 6 shows an azimuth thruster according to a third embodiment of the present invention. FIG. Referring to FIG. 6, the hull 1, the propeller shaft 16, the propeller propeller 18, the duct 20, the drive shaft 22, the power generation shaft 32, the power propeller 34, and the generator 36. Is shown.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 덕트(20)는 하나 또는 복수의 발전프로펠러(34)를 커버하도록 연장될 수 있다. 이와 같이, 추진프로펠러(18)는 물론 발전프로펠러(34)까지 커버할 수 있도록 덕트(20)를 연장시킴으로써, 추진프로펠러(18)의 추진력을 향상시킬 수 있으며, 동시에 덕트(20) 내로 유입되는 유체의 유선(streamline) 흐름이 발전프로펠러(34)의 회전외경 밖으로 흐려나가는 것을 방지하여 발전효율을 증가시킬 수 있다. As shown in FIG. 6, the duct 20 according to the present embodiment may extend to cover one or a plurality of power propellers 34. As such, by extending the duct 20 to cover not only the propeller propeller 18 but also the power propeller 34, the propulsion force of the propeller propeller 18 can be improved and the fluid flowing into the duct 20 at the same time. It is possible to increase the power generation efficiency by preventing the streamline of the stream from being blurred outside the rotation outer diameter of the power propeller (34).

도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 아지무스 스러스터를 나타낸 도면이다. 도 7를 참조하면, 선체(1), 프로펠러샤프트(16), 추진프로펠러(18), 덕트(20), 구동샤프트(22), 발전샤프트(32), 발전프로펠러(34), 발전기(36), 고정익(40)이 도시되어 있다.7 illustrates an azimuth thruster according to a fourth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, the hull 1, the propeller shaft 16, the propeller propeller 18, the duct 20, the drive shaft 22, the power generation shaft 32, the power propeller 34, and the generator 36. Fixed wing 40 is shown.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 아지무스 스러스터(10)는, 발전프로펠러(34)의 후방에 위치하도록 덕트(20)의 내주면에 설치되는 고정익(40)을 더 포함할 수 있다. As shown in FIG. 7, the azimuth thruster 10 according to the present embodiment may further include a fixed blade 40 installed on an inner circumferential surface of the duct 20 so as to be located behind the power propeller 34. have.

고정익(40)은, 날개의 장착각도(피치각)가 변하지 않고 고정되어 설치되는 고정날개로서, 발전프로펠러(34)의 후방에 위치하도록 덕트(20)의 내주면에 설치될 수 있다. 고정익(40)의 피치각을 유체의 유입각에 맞춰 설정함으로써, 추진프로펠러(18)의 전진방향으로 추가적인 양력을 발생시킬 수 있으며 추진프로펠러(18)의 추진력을 향상시키는 효과가 있다. The fixed blade 40 is a fixed blade that is fixedly installed without changing the mounting angle (pitch angle) of the blade, and may be installed on the inner circumferential surface of the duct 20 to be located behind the power propeller 34. By setting the pitch angle of the fixed blade 40 in accordance with the inflow angle of the fluid, it is possible to generate additional lifting force in the forward direction of the propeller propeller 18 has the effect of improving the propulsion force of the propeller propeller (18).

고정익(40)은, 설계 조건에 따라 일자형, 십자형, 삼발이형 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 또한, 고정익(40)의 날개폭, 두께 등도 설계 조건에 따라 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다. The fixed blade 40 may have a variety of shapes, such as straight, cruciform, and triangular, depending on design conditions. In addition, the wing width, thickness, etc. of the fixed blade 40 may also be variously modified according to design conditions.

본 실시예와 같이 덕트(20)의 내주면에 고정익(40)이 설치되는 경우, 발전샤프트(32)의 일단부가 고정익(40)의 중심부에 회전 가능하게 지지되고, 타단부는 포드(14)의 내측에 회전 가능하게 지지될 수 있다. When the fixed blade 40 is installed on the inner circumferential surface of the duct 20 as in the present embodiment, one end of the power generation shaft 32 is rotatably supported at the center of the fixed blade 40, and the other end of the pod 14 It can be rotatably supported inside.

도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 아지무스 스러스터(10)를 나타낸 단면도이다. 도 8을 참조하면, 선체(1), 프로펠러샤프트(16), 추진프로펠러(18), 덕트(20), 구동샤프트(22), 발전샤프트(32), 발전프로펠러(34), 발전기(36), 제1 베벨기어(42), 제2 베벨기어(44), 종동샤프트(46)가 도시되어 있다.8 is a cross-sectional view of the azimuth thruster 10 according to the fifth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8, the hull 1, the propeller shaft 16, the propeller propeller 18, the duct 20, the drive shaft 22, the power generation shaft 32, the power propeller 34, and the generator 36. , A first bevel gear 42, a second bevel gear 44, and a driven shaft 46 are shown.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 에너지 회수부(30)는, 상기 발전샤프트(32)의 타단부에 결합되는 제1 베벨기어(42)와; 상기 제1 베벨기어(42)에 치합되는 제2 베벨기어(44); 및 상기 제2 베벨기어(44)에 일단이 결합되는 종동샤프트(46)를 더 포함할 수 있다. 이때, 발전기(36)는, 종동샤프트(46)의 타단부에 결합되어 종동샤프트(46)의 회전력을 전기에너지로 변환할 수 있다. As shown in FIG. 8, the energy recovery unit 30 according to the present embodiment includes: a first bevel gear 42 coupled to the other end of the power generation shaft 32; A second bevel gear (44) meshed with the first bevel gear (42); And a driven shaft 46 having one end coupled to the second bevel gear 44. At this time, the generator 36 is coupled to the other end of the driven shaft 46 may convert the rotational force of the driven shaft 46 into electrical energy.

제1 베벨기어(42)와 제2 베벨기어(44)는, 원뿔 모양으로 두 축 사이에 운동을 전달하는 장치로서, 발전샤프트(32)와 종동샤프트(46) 사이에 결합되어 배치된다. 즉, 제1 베벨기어(42)는 발전샤프트(32)의 타단부에 결합되고 제2 베벨기어(44)는 제1 베벨기어(42)에 치합되어, 발전샤프트(32)의 회전력을 종동샤프트(46)에 전달하게 된다. The first bevel gears 42 and the second bevel gears 44 are conical in shape and transmit a motion between two axes, and are arranged to be coupled between the power generation shaft 32 and the driven shaft 46. That is, the first bevel gear 42 is coupled to the other end of the power generation shaft 32 and the second bevel gear 44 is meshed with the first bevel gear 42 to drive the rotational force of the power generation shaft 32. (46).

종동샤프트(46)는, 제1 베벨기어(42)와 제2 베벨기어(44)와 같은 동력전달구조체를 통해 받은 회전력을 발전기(36)에 전달하는 긴 축으로서, 발전샤프트(32)에 종방향으로 배치될 수 있다. The driven shaft 46 is a long shaft that transmits the rotational force received through the power transmission structure, such as the first bevel gear 42 and the second bevel gear 44, to the generator 36. Can be arranged in a direction.

여기서, 종방향이라 함은 발전샤프트(32)에 직교(90도)하는 방향만을 뜻하는 것이 아니라 0도를 제외한 모든 각도를 포함하는 의미이다. Here, the longitudinal direction does not mean only a direction perpendicular to the power generation shaft 32 (90 degrees), but includes all angles except for 0 degrees.

한편, 앞서도 설명한 바와 같이, 발전기(36)는 포드(14) 내에 설치될 수도 있으며 포드(14)외의 다른 곳에 설치될 수도 있다. On the other hand, as described above, the generator 36 may be installed in the pod 14 or may be installed in a place other than the pod 14.

예를 들어, 포드(14) 내의 공간이 협소한 경우, 발전기(36)를 선체(1) 내에 설치할 수 있다. 이 경우, 발전샤프트(32)의 회전력을 제1 베벨기어(42) 및 제2 베벨기어(44)을 통해 종동샤프트(46)에 전달할 수 있으며, 종동샤프트(46)의 타단부에 발전기(36)를 결합시킴으로써 종동샤프트(46)의 회전력을 전기에너지로 변환할 수 있다.For example, when the space in the pod 14 is narrow, the generator 36 can be installed in the hull 1. In this case, the rotational force of the power generating shaft 32 can be transmitted to the driven shaft 46 through the first bevel gear 42 and the second bevel gear 44, and the generator 36 is provided at the other end of the driven shaft 46. ) Can be combined to convert the rotational force of the driven shaft 46 into electrical energy.

비록 도시되지는 않았으나, 구동샤프트(22)가 프로펠러샤프트(16)와 같이 중공축으로 이루어진 경우, 종동샤프트(46)는 구동샤프트(22)의 내부를 관통하여 발전기(36)에 결합될 수도 있다. 이 경우, 구동샤프트(22)와 종동샤프트(46)는, 서로 동일한 동심축을 기준으로 360도 회전할 수 있으며 구동샤프트(22)와 종동샤프트(46) 사이에 배치되는 베어링에 의해 서로 축회전운동 가능하게 지지될 수 있다.Although not shown, when the drive shaft 22 is made of a hollow shaft such as the propeller shaft 16, the driven shaft 46 may be coupled to the generator 36 by penetrating the inside of the drive shaft 22. . In this case, the drive shaft 22 and the driven shaft 46 can rotate 360 degrees with respect to the same concentric axis and are axially rotated with each other by a bearing disposed between the drive shaft 22 and the driven shaft 46. Possibly supported.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 아지무스 스러스터(10)은, 추진프로펠러(18)에 대향하도록 그 후방에 에너지 회수부(30)를 설치함으로써, 추진프로펠러(18)에 의해 발생하는 회전류의 회전에너지를 회수하여 전기에너지를 얻을 수 있으며, 회전류를 정류하여 추진프로펠러(18)의 추력을 향상시킬 수 있다.
As described above, the azimuth thruster 10 according to the embodiment of the present invention is provided by the propulsion propeller 18 by providing an energy recovery unit 30 at the rear thereof to face the propeller propeller 18. It is possible to recover the rotational energy of the rotational flow to obtain electrical energy, and to rectify the rotational flow to improve the thrust of the propeller propeller 18.

이상에서는 본 발명의 일 측면에 따른 아지무스 스러스터(10)에 대해 설명하였으며, 이하에서는 상기 아지무스 스러스터(10)를 포함하는 본 발명의 다른 측면에 따른 선박(100)에 대해 설명하도록 한다. In the above description of the azimuth thruster 10 according to an aspect of the present invention, hereinafter will be described for the vessel 100 according to another aspect of the present invention including the azimus thruster 10. .

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 아지무스 스러스터(10)를 구비한 선박(100)을 나타낸 도면이다. 9 is a view showing a vessel 100 having an azimuth thruster 10 according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 선박(100)은, 선체(1)와; 상기 선체(1)에 회전 가능하게 결합되는 스트럿(strut, 12)과; 상기 스트럿(12)의 하단에 결합되는 유선형의 포드(pod, 14)와; 일단이 상기 포드(14)에 형성되는 샤프트홀(미도시)을 통과하여 외측으로 돌출되는 프로펠러샤프트(propeller shaft, 16)와; 상기 프로펠러샤프트(16)의 일단부에 결합되는 추진프로펠러(18); 및 상기 추진프로펠러(18)의 후방에 설치되어 상기 추진프로펠러(18)의 회전시 발생하는 회전류의 회전에너지를 회수하여 전기에너지를 얻는 에너지 회수부(30)를 포함할 수 있다. Ship 100 according to an embodiment of the present invention, the hull (1); A strut (12) rotatably coupled to the hull (1); A streamlined pod 14 coupled to the bottom of the strut 12; A propeller shaft 16 whose one end protrudes outward through a shaft hole (not shown) formed in the pod 14; A propeller propeller 18 coupled to one end of the propeller shaft 16; And an energy recovery unit 30 installed at the rear of the propeller propeller 18 to recover rotation energy of the rotational flow generated when the propeller propeller 18 is rotated to obtain electrical energy.

본 실시예의 경우, 아지무스 스러스터(10)에 대한 구성 및 작용은 전술한 실시예와 동일 또는 상응하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. In the present embodiment, since the configuration and operation of the azimus thruster 10 is the same as or corresponding to the above-described embodiment, a description thereof will be omitted.

이와 같이, 본 실시예에 따른 선박(100)은, 추진프로펠러(18)에 대향하도록 그 후방에 에너지 회수부(30)를 설치함으로써, 추진프로펠러(18)에 의해 발생하는 회전류의 회전에너지를 회수하여 전기에너지를 얻을 수 있으며, 회전류를 정류하여 추진프로펠러(18)의 추력을 향상시킬 수 있다.
As described above, the ship 100 according to the present embodiment provides the energy recovery unit 30 at the rear thereof so as to face the propeller propeller 18, thereby providing rotational energy of the rotational flow generated by the propeller propeller 18. The electrical energy can be obtained by recovering, and the thrust of the propulsion propeller 18 can be improved by rectifying the rotary flow.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to embodiments of the present invention, those skilled in the art may variously modify the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. And can be changed.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.
Many embodiments other than the above-described embodiments are within the scope of the claims of the present invention.

1 : 선체 10 : 아지무스 스러스터
12 : 스트럿 14 : 포드
16 : 프로펠러샤프트 18 : 추진프로펠러
20 : 덕트 22 : 구동샤프트
24 : 베벨기어 30 : 에너지 회수부
32 : 발전샤프트 34 : 발전프로펠러
36 : 발전기 38 : 베어링
40 : 고정익 42 : 제1 베벨기어
44 : 제2 베벨기어 46 : 종동샤프트
100 : 선박1: hull 10: azimus thruster
12: Strut 14: Ford
16: propeller shaft 18: propeller propeller
20: duct 22: drive shaft
24: Bevel Gear 30: Energy Recovery
32: power generation shaft 34: power propeller
36: generator 38: bearing
40: fixed wing 42: first bevel gear
44: second bevel gear 46: driven shaft
100: ship

Claims (9)

선체에 회전 가능하게 결합되는 스트럿(strut)과;
상기 스트럿의 하단에 결합되는 유선형의 포드(pod)와;
일단이 상기 포드에 형성되는 샤프트홀을 통과하여 외측으로 돌출되는 프로펠러샤프트(propeller shaft)와;
상기 프로펠러샤프트의 일단부에 결합되는 추진프로펠러; 및
상기 추진프로펠러의 후방에 설치되어 상기 추진프로펠러의 회전시 발생하는 회전류의 회전에너지를 회수하여 전기에너지를 얻는 에너지 회수부;를 포함하는 아지무스 스러스터(azimuth thruster).
A strut rotatably coupled to the hull;
A streamlined pod coupled to the bottom of the strut;
A propeller shaft having one end projecting outward through a shaft hole formed in the pod;
A propeller coupled to one end of the propeller shaft; And
An azimuth thruster installed at the rear of the propeller, the energy recovery unit recovering rotational energy of the rotary flow generated when the propeller is rotated to obtain electrical energy.
제1항에 있어서,
상기 스트럿에 결합되며, 상기 추진프로펠러를 커버하는 덕트(duct)를 더 포함하는 아지무스 스러스터.
The method of claim 1,
An azimuth thruster coupled to the strut, further comprising a duct covering the propeller.
제2항에 있어서,
상기 프로펠러샤프트는 중공축을 포함하며,
상기 에너지 회수부는,
상기 중공축의 내부를 관통하는 발전샤프트와;
상기 추진프로펠러와 대향하도록 상기 발전샤프트의 일단부에 결합되는 발전프로펠러; 및
상기 발전샤프트의 회전력을 전기에너지로 변환하는 발전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 아지무스 스러스터.
The method of claim 2,
The propeller shaft includes a hollow shaft,
The energy recovery unit,
A power generation shaft penetrating the inside of the hollow shaft;
A power propeller coupled to one end of the power shaft so as to face the propeller; And
Azimuth thruster comprising a generator for converting the rotational force of the power generation shaft into electrical energy.
제3항에 있어서,
상기 에너지 회수부는,
상기 발전샤프트의 타단부에 결합되는 제1 베벨기어와;
상기 제1 베벨기어에 치합되는 제2 베벨기어; 및
상기 제2 베벨기어에 일단이 결합되는 종동샤프트를 더 포함하며,
상기 발전기는, 상기 종동샤프트의 회전력을 전기에너지로 변환하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 아지무스 스러스터.
The method of claim 3,
The energy recovery unit,
A first bevel gear coupled to the other end of the power generation shaft;
A second bevel gear meshed with the first bevel gear; And
Further comprising a driven shaft having one end coupled to the second bevel gear,
The generator is azimuth thruster, characterized in that for converting the rotational force of the driven shaft into electrical energy.
제3항에 있어서,
상기 발전프로펠러는,
상기 발전샤프트에 복수 개가 결합되는 것을 특징을 하는 아지무스 스러스터.
The method of claim 3,
The power propeller,
Azimuth thruster, characterized in that the plurality is coupled to the power generation shaft.
제5항에 있어서,
상기 발전프로펠러의 직경은,
상기 추진프로펠러의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 아지무스 스러스터.
The method of claim 5,
The diameter of the power propeller,
Azimuth thruster, characterized in that smaller than the diameter of the propeller propeller.
제2항에 있어서,
상기 덕트는,
상기 발전프로펠러를 커버하도록 연장되는 것을 특징으로 하는 아지무스 스러스터.
The method of claim 2,
The duct,
Azimuth thruster, characterized in that extending to cover the power propeller.
제7항에 있어서,
상기 발전프로펠러의 후방에 위치하도록 상기 덕트의 내주면에 설치되는 고정익을 더 포함하는 아지무스 스러스터.
The method of claim 7, wherein
Azimuth thruster further comprises a fixed blade installed on the inner circumferential surface of the duct to be located behind the power propeller.
선체와;
상기 선체에 회전 가능하게 결합되는 제1항 내지 제8항 중 어는 한 항에 따른 아지무스 스러스터를 포함하는 선박. Hulls;
The ship of claim 1, which is rotatably coupled to the hull, comprising the azimus thruster according to claim 1.
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